Беккерель

У науковій літературі одиниці подаються як в Міжнародній системі (СІ) так і несистемні одиниці, які активно застосовувались раніше.

Одиницею активності в системі СІ є беккерель.  

Беккерель (Бк, Bq) — це така кількість радіоактивної речовини, в якій проходить 1 акт розпаду за 1 с, а несистемна одиниця — кюрі (Кі, Сі) — така кількість радіоактивної речовини в якій проходить 37 млрд актів розпаду за 1 с.

Тобто, один беккерель дорівнює одному ядерному перетворенню в секунду, Кюрі (Кі):

1 Бк = 2,7 • 10-11 Кі;

1 Бк = 1 розпадів/секунду;

1 Кі = 3,7 • 1010 Бк = 3,7 • 1010 розпадів / секунду.

За одиницю радіоактивності речовини — питому вагову активність — прийнята одиниця беккерель на кілограм (Бк/кг), а несистемна — кюрі на кілограм (Кі/кг).

Одиницею радіоактивності рідкого і газоподібного середовища — питомою об'ємною активністю в системі СІ є беккерель на літр (Бк/л), а несистемна одиниця - кюрі на літр (Кі/л).

За одиницю радіоактивності площі — питому забрудненість площі в системі СІ — прийнято беккерель на квадратний кілометр (Бк/км), несистемна одиниця — кюрі на квадратний кілометр (Кі/км2).

 

Грей (Гр) - поглинена доза випромінювання (СІ):

1 Гр = 100 рад = 1 Дж кг-1.

Зіверт (Зв) - еквівалентна доза випромінювання (СІ):

1 Зв = 100 бер = 1 Дж кг-1.

Електрон-вольт (еВ) - позасистемна одиниця енергії іонізуючого випромінювання:

1 еВ = 1,6 • 10-19 Дж.

 

Один рентген — це доза рентгенівського або гамма-випромінювання, яка в 1 см сухого повітря при температурі 0°С і тиску 760 мм рт. ст. створює 2 млрд пар іонів (а точніше 2,08 • 109). На практиці застосовують менші часткові одиниці: мілірентген (1 Р = 1000 мР; 1 мР = 10-3 Р) і мікрорентген (1 Р = 1 000 000 мкР; 1 мкР = 10-6 Р).

 У системі СІ експозиційна доза вимірюється в кулонах на кілограм (Кл/кг, C/kg) - це одиниця експозиційної дози випромінювання, при якому в кожному кілограмі повітря утворюються іони із загальним зарядом, що дорівнює 1 кулону.

 Одиниця опромінення в системі СІ дорівнює 3876 Р. Експозиційна доза в рентгенах характеризує дії іонізуючих випромінювань при загальному і рівномірному опроміненні організму людини (тварини). 

Співвідношення одиниць: 

1 Кл/кг = 3876 Р

1 Кл/кг = 3,88 • 10-3;

1 Р = 2,58 • 10-4 Кл/кг.

Отже, рентген визначає кількість енергії (дозу), яку одержує об'єкт, але не характеризує час, за який вона одержана. Для оцінки дії опромінення за одиницю часу застосовується поняття "потужність дози".

Потужність експозиційної дози (рівень радіації) — це інтенсивність випромінювання, що утворюється за одиницю часу і характеризує швидкість накопичення дози. Одиницею потужності експозиційної дози в системі СІ є ампер на кілограм (А/кг, A/kg), а несистемною одиницею для вимірювання випромінювань у повітрі є рентген за годину (Р/год, R/h), рентген за секунду (Р/с, R/s) або  мілірентген за годину (мР/год), мікрорентген за годину (мкР/год).

Співвідношення між одиницями в системі СІ і несистемною одиницею:

1 А/кг = 1 Кл/кг • с = 3876 Р/с,

1 Р/с = 2,58 • 10-4 А/кг = 2,58 • 10-4  Кл/кг • с.

Рентген є кількісною характеристикою гамма- або рентгенівського випромінювання і нічого не говорить про кількість енергії, поглинутої об'ємом, що опромінюється. 

Для оцінки впливу випромінювання на організм є поняття "поглинута доза" — це кількість енергії різних видів іонізуючих випромінювань, поглинутих одиницею маси речовини. Одиниця випромінювання поглинутої дози тканинами організму в системі СІ — джоуль на кілограм (Дж/кг, J/kg) — це кількість енергії будь-якого виду іонізуючої речовини в 1 кг. Крім цього, одиницею вимірювання поглинутої дози є грей (Гр, Gy). Ще застосовують несистемну одиницю — рад (rad).

Співвідношення між одиницями поглинутої дози:

1 Дж/кг = 100 рад,

1 Гр = 100 рад,

1 Гр = 1 Дж/кг,

1 рад = 0,01 Гр = 0,01 Дж/кг.

 Для визначення дози опромінення біологічних об'єктів вимірюють дозу в повітрі в Р, а потім розрахунковим шляхом знаходять поглинуту дозу в радах. 

Якщо доза випромінювання в повітрі дорівнює 1 Р, то поглинута доза буде 0,88 рад.

 

Поглинута доза більш точно визначає вплив іонізуючих випромінювань на біологічні тканини організму, в яких різні атомний склад і щільність. Є залежність між поглинутою дозою і радіаційним ефектом: чим більша поглинута доза, тим більший радіаційний ефект. Поглинута доза характеризує радіаційний ефект для всіх видів органічних і хімічних тіл, крім живих організмів.

Одиницею потужності поглинутої дози в системі СІ є грей за секунду (Гр/с, Gy/s) і джоуль на кілограм за секунду (Дж/кг/с, J/kg/s), а несистемною — рад за секунду (рад/с, rad/s). 

Співвідношення між ними: 

1 Гр/с = 1 Дж/(кг/с);      

1 Гр/с = 100 рад,     

1 рад = 0,01 Гр/с.

 

Але поглинута доза не враховує неоднаковий вплив на організм різних випромінювань. Адже альфа-випромінювання у 20 разів, а бета-випромінювання у 10 разів небезпечніше від гамма-випромінювання. Тому введена еквівалентна доза.

Одиницею еквівалентної дози в системі СІ є зіверт (Зв, Sv). Один зіверт дорівнює поглинутій дозі в 1 Дж/кг (для рентгенівського, гамма- та бета-випромінювань).

 

Для обліку біологічної ефективності випромінювань введена несистемна одиниця поглинутої дози — біологічний еквівалент рентгена (бер). 

Один бер — це доза будь-якого виду випромінювання, яка створює в організмі такий же біологічний ефект, як і рентгенівського або гамма-випромінювання.

Доза в берах виражається тоді, коли необхідно оцінити загальний біологічний ефект незалежно від типу діючих випромінювань.

Співвідношення одиниць:  

1 Зв = 100 бер,       1 бер = 0,01 Зв.

 Щоб врахувати нерівномірність ураження від різних видів випромінювань введено "коефіцієнт якості", на який необхідно перемножити величину поглинутої дози від певного виду випромінювання, щоб одержати еквівалентну дозу. Всі міжнародні й національні норми встановлені в еквівалентній дозі опромінення. Одиницею потужності еквівалентної дози в системі СІ є зіверт за секунду (Зв/с, Sv/s), а несистемною одиницею є бер за секунду (бер/с).

Співвідношення між ними: 

1 Зв/с = 100 бер/с,        1 бер/с = 0,01 Зв/с.